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有源电力滤波器的分类及介绍

根据连接电网方法分类

根据电网接入方式的不同，有源电力滤波器主要分为并接型APF，串连型APF，复合型APF。

并联式有源过滤器

串联型APF有源电力滤波器的主电路和负荷通常并联连接到电网上，主要通过引入补偿电流来补偿电流负荷的谐波、无功功率和负序电流。现阶段并联有源过滤器技术完善，也是现阶段广泛使用的有源过滤器扩。框架图如下：

并接式有源电力滤波器

串联式有源过滤器

串连型APF主要用于去除工作电压谐波源系统的影响，其中正常负常负荷电流，消耗较大，一般应用较少。而且各种保护电路也比较复杂，所以很少科学研究单一的串联有源过滤器，大部分都是作为复合有源过滤器的一部分进行科学研究。

有源电力滤波器优势

低纹波电流，高电流响应速度

纹波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。作为有源电力滤波器，其基本原理是检测负载谐波，注入反相谐波，以谐波的相互抵消达到滤波的目的。一般的有源电力滤波器是一个电流模式控制的电压源逆变器。输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。逆变器采用脉冲宽度调制，根据电工的基本原理，纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小，与电流环的控制无关。开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高，纹波电流越大；输出电感越大，纹波电流越小。而逆变器期望的输出电流是由电流环所控制。有源电力滤波器输出谐波电流，如果按基波50Hz，补偿50次谐波计算，较高谐波频率将达到2.5kHz。有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。直流母线电压越高，电流响应越快；输出电感越大，电流响应越慢。我们期望输出纹波电流越小越好，电流响应速度越快越好，这是一对矛盾。

谐波的影响

谐波电压在许多情况下能使正弦波变得更尖，不仅导致电机、变压器、电容器等电气设备的磁滞及涡流损耗增加，而且使绝缘材料承受的电应力增大。谐波电流能使变压器的铜耗增加，所以电机、变压器在严重的谐波负载下将产生局部过热、振动和噪声增大、温升增加，从而加速绝缘老化、缩短变压器等电气设备的使用寿命、浪费日趋宝贵的能源、降低供电可靠性。

由于电机、变压器、电力电容器、电缆等负载处于经常的变动之中，极易与电网中含有的大量谐波源构成串联或并联的谐振条件，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电机、变压器等负载及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生。

电网谐波将使测量仪表、计量装置产生误差，达不到正确指示及计量。断路器开断谐波含量较高的电流时，断路器的开断能力将大大降低，造成电弧重燃，发生短路，甚至断路器。